[發明專利]一種曲面基底衍射光學元件測量方法

在審

• 申請號: 202010084517.9
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111256588A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 張效棟;朱琳琳;董禹初
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種曲面基底衍射光學元件測量方法，包括以下步驟：

(1)測量系統搭建：將色譜測距傳感器和被測DOE工件均固定在多軸位移裝置上，多軸位移裝置帶動色譜測距傳感器相對被測DOE工件運動。

(2)色譜測距傳感器找正；

(3)測量數據獲取：色譜測距傳感器沿被測的DOE的基底輪廓中心線以恒定的速度與采樣頻率采集測量數據，所獲得的測量數據是沿著被測DOE工件設計基底“展開”的含高度信息的數據點云，即將被測DOE工件的DOE曲面基底延展成平面；

(4)測量數據前處理：對步驟(3)所獲得的測量數據進行中值濾波前處理以減小測量數據中包含的誤差；

(5)獲得設計模型沿基底展開的數據：將DOE的設計模型沿基底中心線展開，獲得一條分布有DOE設計面形中心輪廓信息的直線；

(6)經過步驟(4)的中值濾波測量數據與設計模型數據的優化匹配：將經過步驟(4)的中值濾波測量數據與展開后的模型數據進行多次匹配的方式來獲得測量數據與原始設計模型間的映射關系；

(7)根據映射關系，將測量數據還原到DOE的設計模型的基底之上，得到包含實際尺寸信息的測量數據。

2.根據權利要求1所述的曲面基底衍射光學元件測量方法，其特征在于，步驟(2)的方法如下：定位色譜測距傳感器的初始位置，為初始位置處色譜測距傳感器光軸與被測DOE工件中心頂點對正，先將一標準球固定在放置被測DOE工件的平面基底上，控制多軸位移裝置搭載色譜測距傳感器沿X軸方向運動，采集記錄標準球上一條輪廓線的測量數據，對此測量數據通過圓擬合求得一極值，該極值的X坐標為標準球中心的X坐標；在該X坐標下，控制多軸位移裝置搭載色譜測距傳感器沿Y軸方向運動，采集記錄標準球上另一條輪廓線測的量數據，通過測量數據圓擬合求得另一極值，該極值的Y坐標為標準球中心的Y坐標，獲得的XY坐標即為色譜測距傳感器與被測DOE工件對準的中心；完成對準后換下標準球，固定上被測DOE工件，完成色譜測距傳感器與被測DOE工件的對正。

3.根據權利要求1所述的曲面基底衍射光學元件測量方法，其特征在于，步驟(6)采用Sparse ICP算法將經過步驟(4)的中值濾波測量數據與展開后的模型數據進行多次匹配的方式來獲得測量數據與原始設計模型間的映射關系。